Энергоэффективный дом. Использование геотермальной вентиляции
Секреты умельцев /26-апр,2019,18;46 /
3620
![Энергоэффективный дом Энергоэффективный дом](https://www.umeltsi.ru/uploads/posts/2019-05/1556665777_ventilyaciya.jpg)
Устройство вентиляции пассивного дома, рассчитанного на суровые климатические условия россии, — одна из основных технических проблем, которую сегодня решают инженеры-строители.
Приточно-вытяжная система вентиляции с рекуперацией отработанного воздуха стала неотъемлемой частью энергоэффективных домов, в том числе и пассивных. КПД таких установок сегодня доходит до рекордных 93% (немецкая установка фирмы Zender). Это значит, что на прогрев свежего воздуха потребуется лишь 7% от расчётной величины. Правда, такими КПД могут похвастаться далеко не все вентустановки: средние показатели чуть переваливают за 55%. Но если говорить о пассивных домах, то согласно стандарту КПД венустановки должно быть больше 75%, иначе их не сертифицировать по немецкому стандарту пассивного дома (в настоящее время стандарт и сертификация добровольные).
ГРУНТ ПОДОГРЕЕТ И ОХЛАДИТ ВОЗДУХ
В то же время существует известный способ повышения КПД вентиляционных систем с помощью энергии земли. По сути, земля - бездонный источник низкопотенциальной энергии, своего рода теплоаккумулятор с температурой 5... 15 °С (в зависимости от региона).
Он способен подогреть воздух зимой, когда его температура ниже +5 °С, тем самым повышая КПД вентустановки, и охладить летом, когда температура начинает превышать комфортные 20...23 °С.
Самый простой способ реализации такого геоконтура - это проложить подающую воздушную трубу в земле на глубине 1-3 м (где температура стабильна и не сильно зависит от сезона) перед входом в вентустановку (рис. 1). Именно таким путём пошли в Германии, встав на путь повышения энергоэффективности после энергетического кризиса 1970-х годов.
НО ЕСТЬ ПРОБЛЕМЫ
Способ геотермального подогрева и охлаждения имеет недостатки. Основной минус эксплуатации таких систем -необходимость ежегодной дезинфекции контура, так как термовлажностный режим в нём предполагает конденсацию влаги и, как следствие, создание благоприятной среды для развития бактерий. Стоимость дезинфекции сопоставима с экономической выгодой от применения геоконтура в течение года, поэтому инженеры начали искать другие способы решения задачи.
![Энергоэффективный дом Энергоэффективный дом](https://www.umeltsi.ru/uploads/posts/2019-05/1556665784_ventilyaciya3.jpg)
Одним из направлений, не получившим развития, было применение антибактериальных труб (с напылением серебра, например). Другим направлением стало применение гидравлического геоконтура, передающего тепло грунта теплоносителю, который в теплообменнике подогревает/охлаждает поступающий в рекуператор воздух. Система оказалась надёжной, энергоэффективной и экономичной,так как не требует больших затрат на обслуживание (рис. 2).
![Энергоэффективный дом. Использование геотермальной вентиляции Энергоэффективный дом. Использование геотермальной вентиляции](https://www.umeltsi.ru/uploads/posts/2019-05/1556665773_ventilyaciya4.jpg)
А НУЖЕН ЛИ ГЕОКОНТУР В ПАССИВНОМ ДОМЕ?
Насколько экономически целесообразен геоконтур в пассивном доме, в котором рекуперация энергии достигает 93%? В условиях мягкого европейского климата срок окупаемости таких систем может быть слишком большим. Ведь речь идёт о повышении КПД на 5-10%, правда, появляется возможность летнего кондиционирования. В суровую зиму такой контур необходим не только в пассивных, но и в любых энергоэффективных домах. Без подогрева воздуха перед рекуперацией длительные сильные морозы могут привести к обледенению рекуператоров в европейских вентустановках. С наличием же геоконтура вент-установка оказывается «в родной среде обитания».
СКОЛЬКО МОЖЕТ СЭКОНОМИТЬ ГЕОТЕРМАЛЬНЫЙ КОНТУР
Величина экономии зависит от многих факторов: площади дома, количества проживающих, наличия режимов, в том числе гостевого, нормативов, по которым спроектирована вентсистема (их много -как по странам, так и по уровню комфорта). Мы же будем говорить об удельной экономии, то есть о том, сколько энергии сэкономит нам геоконтур вентиляции на прогреве 1 м3 приточного воздуха.
Грамотно спроектированный геоконтур вентиляции может дать от 0,33 до 0,60 Вт ч энергии на 1 м3 воздуха. Много это или мало? Для любого пассивного дома в нашем климате -в самый раз (как зимой, так и летом), его потери на вентиляцию зимой составляют около 0,6 Вт ч на 1 м3 воздуха. Для домов с ультранизким потреблением энергии на отопление (до 35 кВт-ч/м2 в год) это приемлемо, но может потребоваться дополнительный подогрев/охлаждение воздуха после рекуперации. Для менее энергоэффективных домов такой геоконтур внесёт свою небольшую лепту в энергоэффективность, но, главное, позволит без проблем работать с рекуперацией даже в очень сильные морозы.
В целом обустройство геоконтура при наличии приточно-вытяжной вентиляции экономически целесообразно, даже если не будет полностью покрывать энергетические потребности на подогрев зимой и охлаждение летом.